TD-SCDMA直放站时域切换特性测试分析

0 前言

TD-SCDMA（Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）技术是国际电联ITU正式发布的第三代移动通信系统标准之一，其关键技术有可调整上下行切换点的时分双工、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等。TD-SCDMA的优势突出表现在系统抗干扰和系统容量之间得到了很好的均衡、对混合业务的高效支持、系统自身有良好的持续发展和技术演进能力。

直放站是移动通信网络的重要组成部分，是网络扩容和优化的主要对象。直放站也是解决室内覆盖的重要设备。在TD-SCDMA系统中正确合理地使用好直放站，能提高网络利用率，降低网络建设、运维成本，提高网络性能。随着TD-SCDMA规模试验网建设的不断深入，TD-SCDMA直放站的重要性得到了直观的体现。它可以增加网络覆盖，使施主基站的覆盖得到延伸，也能增加空闲基站的话务负荷，或是分摊繁忙基站的话务量起到优化网络的作用。

1 TD-SCDMA直放站的时域特性

TD-SCDMA直放站目前工作频率是2010MHz～2025 MHz，信号的码片速率为1.28MHz/s，扩频带宽或信道间隔为1.6MHz，调制方式为QPSK/8PSK，接入技术为DS-CDMA/TDMA，采用不需配对频率的TDD工作方式。它的下行和上行的信息是在同一载频的不同时隙上进行传送的，因此时域切换指标的测试至关重要。

TD-SCDMA的物理信道采用四层结构：系统帧、无线帧、子帧和时隙/码。图1为TD-SCDMA的物理信道信号格式。

图1 TD-SCDMA的物理信道信号格式

TD-SCDMA帧结构将10ms的无线帧分成两个5ms的子帧，每个子帧中有7个常规时隙（TS0～TS6，每个时隙长度为864码片，占675μs）和3个特殊时隙。三个特殊时隙分别为下行导频时隙DwPTS（长度为96码片，占75μs）、主保护时隙GP（长度为96码片，占75μs）和上行导频时隙UpPTS（长度为160码片，占125μs）。在7个常规时隙中TS0总是固定用作下行时隙来发送系统广播信息，是广播信道P-CCPCH独自占用的时隙，而TS1总是固定用作上行时隙，其他的常规时隙可以根据需要灵活配置成上行或下行，以实现上、下行不对称业务的传输，上下行的转换由一个转换点（Switch Point）分开。

每个5ms的子帧有两个转换点（下行链路DL到上行链路UL和UL到DL），第一个转换点固定在TS0结束处，位置在DwPTS和UpPTS之间的GP；而第二个转换点则取决于小区的上下行时隙配置，位置在每个子帧中最后一个上行时隙和第二个下行时隙之间（见图1）。其中，第一个转换点相对于每个子帧的开始时间是固定的；第二个转换点随着分配给上下行的时隙数不同而变化。

在TD-SCDMA系统中，上行链路信号和下行链路信号处于同一频率，通过时分复用的方式区分上行和下行，而且根据不同的业务需要，还可以灵活配置上下行时隙来改变功率开关切换点，以满足上、下行非对称业务的需求。这对TD-SCDMA直放站设备的上、下行同步提出了很高的要求。TD-SCDMA直放站需要获取两个转换点位置信息，完成对射频信道的上下行切换，使时分方式下的收发同步切换控制。因此，在TD-SCDMA直放站所有指标测试中，时域切换测试是最困难的。

2 切换特性测试指标

下面基于相关国标中TD-SCDMA直放站设备技术要求的切换同步功能时域部分的测试进行分析。

(1)直放站上下行开关打开时间的提前量和关闭时间的滞后量应大于2μs，如图2所示；

图2 切换特性测试指标要求

(2)上下行开关转换点落在TD-SCDMA帧中相应的上下行转换点的间隔不得小于3μs；

(3)功率开关上升沿和下降沿在低于-70dBm 起始点90%功率之内小于2μs；

(4)功率开关时间抖动偏差不得偏离1μs；

(5)时隙调节功能要求时隙调整偏差为675±0.5μs；

(6)功放开关同步控制功能：同步信号丢失后(包括GPS)，功率同步开关应能保持持续时间5s～60s，在保持时间内满足功率开关时间偏差不得偏离±1μs，持续5至60s后上下行功放应自动关闭。

3 切换特性测试方法分析

以无线直放站为例，本文介绍并分析两种TD-SCDMA切换特性测试方法。

3.1 方法一

图3 测试方法一的连接结构

测试方法一的连接图如图3所示，其具体过程如下所述。

⑴用TD-SCDMA信号源1单独产生下行时隙信号，并与连续波CW信号源1合路后输出；用TD-SCDMA信号源2单独产生上行时隙信号，并与CW信号源2合路后输出；为了对信号源的保护，合路后的信号一般经过30dB衰减器后经环行器接入直放站。

⑵输入直放站的信号采用TD-SCDMA信号和CW信号的合路信号，目的是为了准确地看出直放站的开关切换时间和上下行打开的时间提前量和关闭的时间滞后量。

⑶对于直放站输出经环行器后